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传感器市场机遇与挑战：

传统的A/D转换器大多采用积分式或逐次比较式转换技术，其噪声容限低，抵制混叠噪声及量化噪声的能力比较差。新型智能温度传感器（例如：TMP03/04，LM74、LM83）普遍采用了高性能的∑-△式A/D转换器，它能以很高的采样速率和很低的采样分辨力将模拟信号转换成数字信号，再利用过采样，噪声整形和数字滤波技术，来提高有效分辨力，∑-△式A/D转换器不仅能滤除量化噪声，而且对外围元件的精度要求低；由于采用了数字反馈方式，因此比较器的失调电压及零点漂移都不会影响温度的转换精度。这种智能温度传感器兼有抵制串模干扰能力强，分辨力高，线性度好成本低等优点。为了避免在温控系统受到噪声干扰时产生误动作，在AD7416/7417、LM75/76、MXA6625/6626等智能温度传感器的内部，都设置了一个可编程的“故障排队（FAULT QUEUE）”计数器，专用于设定允许被测温度值超过上、下限的次数。仅当被测温度连续超过上限或低于下限的次数，专用于设定允许被测温度超过上、下限的次数达到或超过所设定的次数N（N=1~4）时，才能触发中断端。若故障次数不满足上述条件或故障不是连续发生的，故障计数器就复位而不会触发中断端。若故障次数不满足上述条件或故障不是连续发生的，故障计数器就复位而不会触发中断端。这意味着假定N=3时，那么偶然受到一次或两次噪声干扰，都还会影响温控系统的正常工作。LM76型智能温度传感器增加了温度窗口比较器，非常适合设计一个符合ACPI规范的温控系统。这种系统具有完善的过热保护功能，可用来监控笔记本电脑和服务器中CPU及主电路的温度。微处理器最高可承受的工作温度规定为IH台式计算机一般为75度，高档笔记本电脑的专用CPU可达100度。一旦CPU或主电路的温度超出所设定的上、下限时，INT端立即使主机产生中断，再通过电源控制器发出信号，迅速将主电源判断，起到保护作用。此外，当温度超过CPU的极限温度时，严重超温报警输出端也能直接关断主电源。并且该端还可通过独立的硬件关断电路来切断主电源，以防主电源控制失灵。上述二重安全性保护措施已成为国际上设计温控系统的新观念。为防止因人体静电放电(ESD)而损坏芯片。一些智能温度传感器还增加了ESD保护电路，一般可承受1000V~4000V的静电放电电压。通常是将人体等效于由100PF电容和1.2千欧电阻串联而成的电路模型，当人体放电时，TCN75型智能温度传感器的串行接口、中断/比较器信号输出端和地址输入端均可承受1000V的静电放电电压。LM83型智能温度传感器则可承受4000V的静电放电电压。最新开必的智能温度传感器还增加了传感器故障检测功能，能自动检测外部晶体管温度传感器的开路或短路。MAX6*还具有选择“寄生阻抗低消”模式，能抵消远程传感器引线阻抗所引起的测温误差，即使引线阻抗达到100欧，也不会影响测量精度。远程传感器引线可采用普通双绞线或者带屏蔽层的双绞线。传统的A/D转换器大多采用积分式或逐次比较式转换技术，其噪声容限低，抵制混叠噪声及量化噪声的能力比较差。新型智能温度传感器（例如：TMP03/04，LM74、LM83）普遍采用了高性能的∑-△式A/D转换器，它能以很高的采样速率和很低的采样分辨力将模拟信号转换成数字信号，再利用过采样，噪声整形和数字滤波技术，来提高有效分辨力，∑-△式A/D转换器不仅能滤除量化噪声，而且对外围元件的精度要求低；由于采用了数字反馈方式，因此比较器的失调电压及零点漂移都不会影响温度的转换精度。这种智能温度传感器兼有抵制串模干扰能力强，分辨力高，线性度好成本低等优点。为了避免在温控系统受到噪声干扰时产生误动作，在AD7416/7417、LM75/76、MXA6625/6626等智能温度传感器的内部，都设置了一个可编程的“故障排队（FAULT QUEUE）”计数器，专用于设定允许被测温度值超过上、下限的次数。仅当被测温度连续超过上限或低于下限的次数，专用于设定允许被测温度超过上、下限的次数达到或超过所设定的次数N（N=1~4）时，才能触发中断端。若故障次数不满足上述条件或故障不是连续发生的，故障计数器就复位而不会触发中断端。若故障次数不满足上述条件或故障不是连续发生的，故障计数器就复位而不会触发中断端。这意味着假定N=3时，那么偶然受到一次或两次噪声干扰，都还会影响温控系统的正常工作。LM76型智能温度传感器增加了温度窗口比较器，非常适合设计一个符合ACPI规范的温控系统。这种系统具有完善的过热保护功能，可用来监控笔记本电脑和服务器中CPU及主电路的温度。微处理器最高可承受的工作温度规定为IH台式计算机一般为75度，高档笔记本电脑的专用CPU可达100度。一旦CPU或主电路的温度超出所设定的上、下限时，INT端立即使主机产生中断，再通过电源控制器发出信号，迅速将主电源判断，起到保护作用。此外，当温度超过CPU的极限温度时，严重超温报警输出端也能直接关断主电源。并且该端还可通过独立的硬件关断电路来切断主电源，以防主电源控制失灵。上述二重安全性保护措施已成为国际上设计温控系统的新观念。为防止因人体静电放电(ESD)而损坏芯片。一些智能温度传感器还增加了ESD保护电路，一般可承受1000V~4000V的静电放电电压。通常是将人体等效于由100PF电容和1.2千欧电阻串联而成的电路模型，当人体放电时，TCN75型智能温度传感器的串行接口、中断/比较器信号输出端和地址输入端均可承受1000V的静电放电电压。LM83型智能温度传感器则可承受4000V的静电放电电压。最新开必的智能温度传感器还增加了传感器故障检测功能，能自动检测外部晶体管温度传感器的开路或短路。MAX6*还具有选择“寄生阻抗低消”模式，能抵消远程传感器引线阻抗所引起的测温误差，即使引线阻抗达到100欧，也不会影响测量精度。远程传感器引线可采用普通双绞线或者带屏蔽层的双绞线。

传感器是用于侦测、监控和响应温度、压力、湿度和运动等物理参量的设备。它们是许多实际工作系统不可或缺的零组件，在工业、消费、汽车、医疗和军事 方面应用非常广泛。在过去，从传感器获得的数据被直接发送至中央控制单元，然后中央控制单元可能会使用外挂的硬件组件或数字逻辑对传感器数据执行后制或显 示。随着8位微控制器(MCU)等嵌入式处理器解决方案的出现，将固定的中央硬件替换为可透过程序执行应用所需特定任务的微控制器所带来的优势愈加明显。但是，8位微控制器只能提供给计算密集度不大的系统做一些基本处理任务。为此，智能传感器讯号处理的需求逐渐浮现，而其具备的条件包括以下几项：传感器信号融合传感器应用复杂度的急速提升，使得将更强大的智能嵌入至传感器接口变得势在必行。很多应用均采用多个传感器来获取各种测量数据，并且运用十分先进的方法对数据进行处理。在某些情况下，必须同时处理来自多种传感器的讯号，因而须利用同一个微控制器，这种情况可以称为「传感器讯号融合」。每种类型的传感器都有各自的讯号特性，并且须要透过不同的后制从中提取有用的信息，这会增加中央处理器(CPU)的运算量和周边数据处理量。容错技术需求大增对于处理器而言，监控传感器讯号和侦测可能引起系统完全故障的错误也非常有用。检测出错误情况后，可完全关闭系统或切换到多余备分传感器。如果在错误检测流程中再加入一个步骤，就可以在故障实际发生前对其进行预测，这将大大简化现场硬件维护和保养。此类容错算法和技术可能会相当复杂，需要更高的运算能力、更大的内存以及容易与更丰富的周边功能，因此有必要升级到16位微控制器。分布式处理在许多应用中，传感器实际分散在较广的区域内，如分散在大型建筑或工厂内，或分散在汽车的不同零件内。对于这样的分布式系统来说，集中式处理/控制方法往往被证实无效，或者在最佳情况下仍然效能不彰。要减轻中央控制单元在处理和数据储存方面的压力，最好将处理能力分散到多个靠近的传感器，或者甚至与传感器整合的微控制器上。但是这种分布式传感器处理方法需要各种强大的讯号转换和通讯周边。剖析智能传感器KEYENCE日本PZ-G42N PZ-G42P基恩士PZ-G42N PZ-G42P